EN
Elutsükli hindamise mõistmine päikesekollede jaoks
Peamised LCA meetodid ja nende tähtsus päikesepõhiste välistingimuste valgustite jaoks
Elutsükli hindamine ehk LCA mõõdab, kui halb toode on keskkonnale igal elutsükli etapil – algusest materjalide kaevandamisest kuni selle kasutamise järel prügiks viskamiseni. Kui rääkida konkreetsemalt päikesepirnudest, siis need hinnangud näitavad, kus enamik probleeme tekkivad. Väikeste päikesepaneelide tootmine paistab olevat suur probleem, sest mõned uuringud näitavad, et need moodustavad umbes kahe kolmandiku kogu süsinikuheitest. Ka akuosade valmistamine tekitab oma osa muret. Ettevõtted kasutavad LCA tulemusi toodete parandamiseks. Mõned on juba alustanud monokristallilise räniakna kasutamist vanade polükristalliliste asemel, mis tegelikult toodavad umbes 20–25% rohkem elektrit. Miks see üldse oluline on? No lihtsalt seetõttu, et päikeseaedepirnud töötavad teisiti kui tavapirnud, mille pistik lülitatakse seinakontakti. Need peavad silma all hoidma muutuvat ilmakaupa kogu aasta jooksul, sealhulgas erinevat päikesekiirguse kogust, vihmavee sattumist nendele ja temperatuuri kõikumist. Täpsete mõõtmiste tegemine on äärmiselt oluline, kui ettevõtted soovivad teha ausaid väiteid oma rohelisuse kohta. Päikesevalgustid liigutavad saasteprobleeme kasutusajast tootmisfaasi, mistõttu peavad tootjad hoolikalt valima, mida toodetes kasutatakse, ning jälgima hoolikalt ka oma tarnekettis toimuvat.
Funktsionaalse ühiku ja süsteemipiiride valikud, mis on spetsiifilised päikesekõrbesõrmustegudele
Funktsionaalse ühiku määratlemine – tavaliselt „lumendid tunnis toote eluea jooksul“ – võimaldab õiglast võrdlust päikesesõrmustegude ja konventsionaalse valgustuse vahel. Olulised otsused süsteemipiiridesse kuuluvate tegurite kohta hõlmavad:
- Pakendite transpordi välistamine : Rahvusvaheline veotransport võib moodustada 15–20% kogu heitkogustest
- Aku asendamise tsüklid : Liitiumioonakusid tuleb tavaliselt asendada iga 2–3 aasta tagant
- Eluea lõpu käitlemine : Vähem kui 12% väikestest fotovoolukomponentidest ringlusse suunatakse praegu globaalselt
Süsteemipiiride määratlemise viis mõjutab tugevalt seda, mida me oma tulemustes näeme. Kui tootjad jätavad oma arvutustest välja paneelide degradatsiooni, siis jääb midagi oluline vahele, sest paneelid kaotavad igal aastal umbes poole protsendi oma efektiivsusest lihtsalt tavapärase kulumise tõttu. Seda liiki eiramine teeb pildi pikas perspektiivis paremaks, kui see tegelikult on. Ettevõtete jaoks, kes tõsiselt suhtuvad rohelisse tootmise praktikasse, muutub kogu toote elutsükli läbivaatamine oluliseks, eriti siis, kui tegemist on neist rasketega komposiitmaterjalidega, mida kasutatakse veevälistavates korpustes ja mis nende eluea lõpus lihtsalt ei lagune. Standardsete definitsioonide olemasolu aitab erinevaid tooteid ausalt võrrelda, kuid näitab ka, kus on ruum parandamiseks öko-kujunduses. Võtke näiteks modulaarsed komponendid – need muudavad hilisemal ajal asjade lahti võtma palju lihtsamaks, just seda me vajame tänapäeva turul rohkem.
Keskkonnaimpakti vähendamine tootmisetapis
Kõrge mõjuga materjalid ja energiakasutus päikesetuhkade valmistamisel
Suurem osa päikesepatareidega ilutulede süsinikujalajäljest pärineb tootmisprotsessidest, mis moodustavad tavaliselt nende keskkonnamõju 60 kuni 80 protsenti. Siin peamised süüdlased on väikeste fotovooluahelate tootmine ja kogu plastmassi vormimistöö. Tihemalt vaadates konkreetseid probleempiirkondi, selgub, et esialgsed PVC-korpuse materjalid eraldavad umbes 5,2 kilogrammi CO2 ekvivalenti iga toote kilogrammi kohta. Kaablitest on teine suur probleem vaske juhtmega, kuna metallidega seotud heitmete ligikaudu 85% pärineb tegelikult kaevandamisest endast. Mis puudutab energiatarvet tootmisel, siis silmapaistvad protsessid nagu süstvormimine ja pooljuhtide valmistamine. Need operatsioonid tarbivad tootmiseks vajaliku koguenergia ligikaudu 70%, mis tähendab umbes 1,2 kilovatt-tundi ainult ühe valgusketi tootmiseks. Siiski on lootust. Üleminek uute plastide asemel ringpakendatud polüpropüleenile võib potentsiaalselt vähendada materjalide heitemaid umbes 40%, samas hoides need valgustid ikka turvalisena vihma ja niiskuse eest.
Eko-kujunduse strateegiad: kergekonstruktsioon, madala süsinikdioksiidiheitega komponendid ja tarneketta läbipaistvus
Tootjaid, kes tõsiselt suhtuvad jätkusuutlikkusesse, keskenduvad toodete kujundamisel tavaliselt kolmele peamisele valdkonnale. Esiteks vähendab asjade kergendamine plastiku kasutust umbes 30%, samal ajal säilitades piisava tugevuse igapäevaseks kasutamiseks. Seejärel on veel üleminek materjalidele, mille süsinikujalajälg on väiksem. Pandeeroost plastid ja ringpakendatud alumiiniumist kinnitused võivad vähendada heitmeid tootmisel peaaegu poole võrra võrreldes sellega, mida me tööstuses tavaliselt näeme. Ärgu unusta ka seda, et tuleb jälgida kogu tarnimisahela protsessi jooksul, kust kõik pärineb. See aitab ettevõtetel täpselt teada, kust nende materjalid pärinevad, ning tagab taastuvenergia kasutamise igas tootmisetapis. Kui need strateegiad kombineeritakse, saab nendega vähendada heitmisi tootmisel 60–70%. Samuti aitavad nad luua paremaid ringlussevõtu võimalusi neile värvilistele päikesepanelidega aiavaldisedele, mida inimesed tänapäeval nii hoolivad.
Kasutusjärgse jõudluse ja energiakindluse optimeerimine
Õige eluea hindamine näitab, et päikeseprakside keskkonnajalajälje suurim osa tuleneb nende kasutusfaasist – kuni 70% vastavalt kolleegide poolt hinnatud uuringule ( Journal of Cleaner Production , 2022). Seetõttu on tõeliste jätkusuutlikkuse tulemuste saavutamiseks oluline efektiivsuse optimeerimine.
Päikeseenergia tõhusus, akude elukestvus ja reaalajas jõudluse langus
Päikesepaneelide paigutus ja nende puhtuse säilitamine mõjutavad suuresti seda, kui palju energiat nad saavad koguda. Kui toiteallikad varjutatakse, langeb nende jõudlus drastiliselt, mõnikord kuni umbes 40% -ni sellest, mida need ideaalsetes tingimustes saaksid toota. Külm ilm mõjutab ka liitiumioonakumusid, nagu selgub hiljutisest uuringust ajakirjas Energy Storage Materials (2023). Need akud kaotavad jäätumistemperatuuridel umbes 20–30% rohkem mahuta võrreldes tavapärase tööga. Positiivne on see, et osaliselt laetud akude hoidmine aitab säilitada pärast kolme aastat umbes 90% nende algsest mahutavusest, samas kui täielik tühjendamine vähendab mahutavust vaid umbes 65%. Ka keskkonnategurid on olulised. Päikeserakkud vananevad umbes 1,5–2% aastas niiskuse ja tolmu kogunemise tõttu aja jooksul. Kaasaegsed akuhaldussüsteemid (BMS) on siiski saanud üsna keerukaks. Laadi- ja tühjendustsükleid kontrollides, kasutades temperatuuri jälgimist, nutikat koormuse jaotamist ja reguleeritud laadimistasemeid, suudavad need süsteemid tegelikult pikendada aku eluiga ligikaudu 34%. Paljud tootjad peavad BMS-i integreerimist nüüd oluliseks investeeringute tagasimaksmise maksimeerimiseks taastuvenergia salvestuslahendustes.
Estetilise ilu kujundamine koos energiasäästude ja madala hooldustasemega
Kujundajad leidavad viise, kuidas tasakaalustada jätkusuutlikkust ja funktsionaalsust, kasutades hämmastavaid LED-lampisid, mis tarbivad vaid 3 vatti iga 100 laterna kohta võrreldes tavapäraste mudelite 15 vattiga. Kui kujundajad paigutavad need LED-lambid strateegiliselt paigalduste vahel, vähenevad komponendid tegelikult umbes 40%, ilma et kaotaksid midagi oma visuaalsest tugevusest. See tähendab, et seadmed töötavad ka pikemat aega laadimisvahega. Päikesepaneelidele annavad lisatõuke ise puhastuvad hüdrofoobsed kihid, mis hoiavad neid töötamas ligikaudu 92% efektiivsuse juures isegi kuudepikkuse tolmuse ja mustuse kogunemise järel. Ja ärme unusta ka modulaarset ehitust. Need süsteemid võimaldavad tehnikatel vahetada vigased akud välja, mitte visata terveid seadmeid ära, kui midagi katki läheb. Lisaks meeldib klientidele väga võimalus vahetada erinevaid valgustusmuster vastavalt muutuvatele vajadustele või sisekujunduse eelistustele ajas.
Ringkäändelisuse võimaldamine: Elu lõpu haldamine ja lahtivõtmiseks disainimine
Praegused ringlussevõtu määrad ja takistused päikesepatju komponentide (fotovooluvoolud, akud, plastid) puhul
Vana päikesepirnide ringlussevõttu määr on jätkuvalt väga madal erinevate tehniliste raskuste ja logistiliste probleemide tõttu. Fotovooluahelad sisaldavad head kvaliteediga ränit, kuid nende eraldamine kaitseplastkihistest nõuab palju energiat. Probleemiks on ka liitiumioonakumulaid, mis leiduvad umbes 9 võimalikust 10 päikesepirnist. Need akud võivad purustamisel süttida ning nendega tuleb tegeleda erilisel viisil, milleks enamikel linna ringlussevõtukeskustel ei ole võimalusi. Plastosad tekitavad samuti raskusi, kuna need saastuvad kergesti. Erinevate plastsortide segunemine ning neisse ehitatud vasejuhtmed tähendavad, et vähem kui 15% tegelikult ringlusse ei lähe, nagu näitas möödunud aasta andmeid Circular Materials Lab. Olukord muutub veelgi halvemaks siis, kui tootjad muudavad tooteid väiksemaks ja ei märgista selgelt, millised materjalid kuhu kuuluvad. Tulemuseks on see, et üle 8 võimalikust 10 visatud seadmest lõpeb lihtsalt prügilates. Selle segaduse kõrvaldamiseks peavad kõik ettevõtted koostööd tegema, et nende tooted oleks lihtsam kokku panna ja et nende jaoks loodaks sobivad kogumispunktid.
Disain lahtivõrdu ja modulaarsete uuendustega toote eluea pikendamiseks
Kui rakendame väikete päikesepatareidega jõulutulede puhul disaini, mis võimaldab lihtsat laialidismonteerimist (DfD), muutuvad need midagi palju paremaks kui lihtsalt ühekordsed seadmed. Peamised ideed? Asendada liim kokkupandavate ühendustega ja standardkruvidega. Värvikoodida erinevad osad, et inimesed teaksid hilisemal laialidismontaažil, kuhu miski kuulub. Ja tagada, et akud asuksid kergesti ligipääsetavates kohtades, nii et keegi ei peaks neid ohutult välja võttes pettuma. Sellise moodulilise ehitusega ei pea inimesed viskama ära terve tulekett just sellepärast, et üks osa aja jooksul rikki läheb. Nad saavad vajadusel lihtsalt vahetada vana päikesepaneeli või taaskasutatava aku. Selliselt pikkade toodete eluiga umbes 40 protsenti ja enamikus juhtmetes säilib 95 protsenti vasejuhtmetest tuleviku projektide jaoks. Ettevõtted säästavad samuti raha, kasutades sarnaseid komponente mitmes oma tootevalikus olevas tootes. Need targad konstruktsioonilahendused sobivad hästi kokku ka elutsükli hindamise tulemustega, vähendades tooraine vajadust ja prügimaid, hoides samas endiselt head väljanägemist aiades ja terrassidel kõikjal.
KKK-sekcioon:
Mis on elutsükli hindamine (LCA)?
LCA on meetod toote elu kõigi etappidega kaasnevate keskkonnamõjude hindamiseks, alustades tooraine ekstraheerimisest kuni käsitluseni.
Miks on päikesepaneelid oluline heitkoguste allikas päikesetuhkrutes?
Väikeste päikesepaneelide tootmine on energiamahukas, mis aitab oluliselt kaasa tulemuste üldisele süsinikujalajalgele.
Kuidas mõjutab aku asendamine päikesetuhkrute keskkonnamõju?
Aku vahetamine iga 2–3 aasta tagant suurendab heitmekoguseid, kuna uute akude tootmine on ressurss- ja energiamahukas.
Kuidas aitab kasvatamiseks disainimine (DfD) päikesetuhkrute ringlussevõtul?
DfD muudab päikesetuhkrud lihtsamaks lahti võtta, võimaldades komponente nagu akud ja fotovooluahelad asendada või ringlusse viia, pikendades seadme eluiga ja vähendades prügilasse minnes jäätavat jäätmet.
